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聚丙烯酰胺分散剂的作用原理

作者:myjscl 来源: 日期:2014-9-27 16:44:38 人气: 标签:聚丙烯酰胺

对于造纸过程来说,纤维特别是长纤维、填料和一些助剂等都是水不溶性的, 它们有在水溶液中自

行聚集的趋势, 而且不同物料之间往往因不相容性而尽量远离,这样就难以得到性能均匀、强度理想的纸张。因此需要利用纤维分散剂对其特性进行改良分散,本文主要讲聚丙烯酰胺作为分散剂在纤维分散过程中的应用。

1 分散剂的作用原理

分散是将固体微小颗粒尽可能均匀分布在另一种不相容的物料中,也就是指内相为不溶性微粒分

布在外相为液体或半固体中组成的粗分散体系,这样的体系也称作乳液。悬浮液至少由三种基本成分组成:分散相、连续相和分散剂,常用的分散剂是表面活性剂. 分散剂可以使悬浮液中的固体分散粒子被液相充分润湿和均匀分散,并使体系的分离、聚集和固体微粒的沉降速度降至最低,以维持悬浮液最大的动力学稳定性。

对于造纸过程来说,纤维、填料和一些助剂等都是水不溶性的,它们有在水溶液中自行聚集的趋势,而且不同物料之间往往因不相容性而尽量远离,这样就难以得到性能均匀,强度理想的纸张。加入分散剂则可以使固体粒子表面形成双分子层结构,外层分散剂极性端与水有较强亲合力,增加了固体粒子被水润湿的程度。固体颗粒之间因静电斥力而远离,达到良好分散效果。良好的纤维分散剂要求有一定的热解性,即随着温度的升高而逐渐分解,黏度也相应降低,这样就不会留在已干燥的纸页上,不会因使用纤维分散剂而影响纤维的原有性能。分散剂作用的机理可能是浆料中阴离子或非离子表面活性剂的加入降低了浆料悬浮液的表面张力,提高了纤维表面的润湿性能,减少了纤维因疏水性而引起的絮凝,其作用机理可能是:

①赋予纤维表面电荷,使其几乎产生斥力(阴离子表面活性剂);

②覆盖于纤维表面,起到保护胶体的作用;

③在纤维周围形成黏度状态,防止纤维碰撞聚集;

④表面活性剂具有良好的吸附剂悬浮特性,吸附在纤维表面,形成水膜,使纤维相互滑过而不致产生缠结;

⑤纤维表面润湿性能的改变也减少了纤维间的摩擦力, 减少了纤维间相互黏着的机会; 当往悬浮液中添加多聚磷酸盐,如六偏磷酸钠,焦磷酸钾等多价电解质时,其可能导致纤维分散的机理是: 此类电解质的加入改变了纤维上的动电电荷,使纤维上的负电荷增加,纤维相互之间的斥力增大, 从而构成了稳定的带阴性电荷的悬浮液。

水溶性高分子作为分散剂的作用机理是:

①它们的加入使得浆液的黏度增高, 相当于在纤维表面附着了一层薄薄的润滑膜, 起到水溶性润滑剂的作用,使纤维相互滑过而不致缠结;②浆液黏度的增加大大限制了纤维在水中的运动自由度, 使纤维不相互接触,减少了纤维间的絮聚,改善了纤维成形交织的能力;

③黏性介质对纤维的黏滞力使得许多纤维在停止搅拌时,还没有相互接触就松弛并变成钝态,从而在减少了内应力的悬浮液中形成纤维网络;

④悬浮液黏度的增加也增加了纤维在介质中的悬浮性,延长了纤维沉降的时间。

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